-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Tankentlüftungsventils
bei Verbrennungsmotoren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Es
ist bereits bekannt, ein Tankentlüftungsventil während des
Betriebs des Motors zu öffnen und
eine Reaktion aus einem Kraftstoff/Luftverhältnis-Regelkreis zur Diagnose
auszuwerten. Der mit Luft vermischte Kraftstoffdampf aus der Tankentlüftung (Regeneriergas)
bewirkt eine Störung
des Regelkreises, sodass das Auftreten der Störung eine funktionsfähige Tankentlüftung und
damit insbesondere ein funktionsfähiges Tankentlüftungsventil
anzeigt. Ein solches Verfahren geht beispielsweise aus der
DE 100 43 071 A1 hervor.
Stellt sich eine Störung des
Regelkreises aufgrund einer Gemischveränderung nicht ein, kann jedoch
keine eindeutige Aussage über
die Funktionsfähigkeit
des Tankentlüftungsventils
getroffen werden. Rein prinzipiell ist es möglich, dass das Gemisch, das über ein
intaktes Tankentlüftungsventil
dem Verbrennungsmotor zugeführt
wird, genau demselben Gemisch entspricht, das dem Verbrennungsmotor
ohnehin zugeführt
wird. In diesem Fall ist eine weitergehende Diagnose erforderlich. Hierzu
können
beispielsweise Diagnoseverfahren zur Überprüfung von Stellgliedern bei
der Regelung und/oder Steuerung von Betriebsparametern in Verbindung
mit der Leerlaufregelung vorgesehen sein, wie sie beispielsweise
aus der
DE 39 14 536
C2 hervorgehen.
-
Solche
weiterführenden
Diagnosen können jedoch
zum Teil nur im Leerlauf durchgeführt werden, sie sind außerdem oftmals
sehr zeitintensiv. Darüber hinaus
sind sie nicht selten auch störanfällig. Die
Diagnosehäufigkeit
kann hierdurch eingeschränkt
sein.
-
Um
die Prüfung
der Funktionsfähigkeit
des Tankentlüftungsventils
auch außerhalb
des Leerlaufbetriebs zu ermöglichen,
sodass sich die Diagnosehäufigkeit
wesentlich erhöht,
schlägt
ein aus der
DE 103
24 813 A1 bekannt gewordenes Verfahren vor, in wenigstens
einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors wenigstens zweimal
den gespeicherten Kraftstoffdampf aus dem Kraftstoffdampfspeicher dem
Verbrennungsmotor bei geöffnetem
Tankentlüftungsventil
zuzuführen,
hierbei die Reaktion des Kraftstoff/Luftverhältnis-Regelkreises zu erfassen und durch Vergleich
der erfassten Reaktionen auf die Funktionsfähigkeit des Tankentlüftungsventils
zu schließen.
-
Die
Diagnose des Tankentlüftungsventils
basiert hierbei auf einer statistischen Auswertung der Gemischveränderung,
die sich durch das Aufsteuern des Tankentlüftungsventils an einer Lambdasonde einstellt
(Gemischprüfung).
Eine Berücksichtigung des
Luft- und Kraftstoffanteils, der dem Verbrennungsmotor über das
Tankentlüftungsventil
zugeführt wird,
erfolgt hierbei nicht. Aus der Reaktion des Gesamtsystems wird auf
ein intaktes bzw. defektes Tankentlüftungsventil geschlossen.
-
Da
nun Betriebszustände
existieren, bei denen sich solche Störaufschaltungen nur geringfügig auswirken,
wenn beispielsweise das über
das Tankentlüftungsventil
zugeführte
Gemisch im wesentlichen dem an der Lambda-Sonde zu erwartenden Gemisch
entspricht, wird bei dem aus der
DE 103 24 813 A1 bekannten Verfahren das
Tankentlüftungsventil
wenigstens zweimal, vorzugsweise mehrmals geöffnet und hierbei jeweils eine
Gemischprüfung
vorgenommen. Diesem Verfahren liegt die Idee zugrunde, dass es unwahrscheinlich
ist, dass bei häufiger
Wiederholung der Gemischprüfung,
das heißt
bei häufiger
Wiederholung der Erfassung der Reaktion des Kraftstoff/Luftverhältnis-Regelkreises und
der Auswertung dieser Reaktion, innerhalb eines Fahrzyklus jedes
Mal ein an der Lambda-Sonde
zu erwartendes Gemisch über
das Tankentlüftungsventil geleitet
wird, oder anders ausgedrückt,
dass die Gemischzusammensetzungen bei mehrmaliger Wiederholung jeweils
sehr ähnlich
sind.
-
Dies
führt jedoch
dazu, dass eine lange Diagnosezeit erforderlich ist, was in der
Praxis nachteilig ist.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Prüfung der
Funktionsfähigkeit
eines Tankentlüftungsventils
dahingehend weiterzubilden, dass bei wesentlich verkürzter Diagnosezeit
eine sehr präzise
Aussage über
die Funktionsfähigkeit
des Tankentlüftungsventils
getroffen werden kann.
-
Vorteile der Erfindung
-
Diese
Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit
eines Tankentlüftungsventils
der eingangs beschriebenen Art durch die Merkmale des Anspruchs
1 gelöst.
-
Grundidee
der Erfindung ist es, die Anzahl der Wiederholungen auf ein Minimum
zu reduzieren. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass in wenigstens
zwei unterschiedlichen Betriebszuständen des Verbrennungsmotors
der gespeicherte Kraftstoffdampf aus dem Kraftstoffdampfspeicher
dem Verbrennungsmotor bei geöffnetem
Tankentlüftungsventil
zugeführt
wird, hierbei jeweils eine Reaktion des Kraftstoff/Luftverhältnis-Regelkreises
erfasst wird und durch Vergleich der erfassten Reaktionen auf die
Funktionsfähigkeit
des Tankentlüftungsventils geschlossen
wird. Damit wird erreicht, dass bei gleicher Zusammensetzung des über das
Tankentlüftungsventil
zugeführten
Gemischs eine unterschiedliche Reaktion des Motors hervorgerufen
wird, die durch den Kraftstoff/Luftverhältnis-Regelkreis erfasst wird
und die eine sehr präzise
Aussage über
die Funktionsfähigkeit
des Tankentlüftungsventils
zulässt.
-
Weitere
Vorteile und Merkmale sind Gegenstand der auf Anspruch 1 rückbezogenen
Unteransprüche.
-
So
sieht eine vorteilhafte Ausführungsform vor,
dass sich die wenigstens zwei unterschiedlichen Betriebszustände des
Motors durch die Zusammensetzung des Gemisches, das dem Verbrennungsmotor
in den beiden Betriebszuständen
zugeführt
wird, unterscheidet.
-
Vorteilhafterweise
wird dabei dem Verbrennungsmotor in einem ersten Betriebszustand
ein fettes Gemisch und in einem zweiten Betriebszustand ein mageres
Gemisch zugeführt
und hierbei jeweils die Reaktion des Kraftstoff/Luftverhältnis-Regelkreises
erfasst und aufgrund dieser erfassten Reaktion auf die Funktionsfähigkeit
des Tankentlüftungsventils geschlossen.
-
Bei
einer Kraftstoff direkt einspritzenden Brennkraftmaschine (BDE-Benzindirekteinspritzung)
sind die wenigstens zwei unterschiedlichen Betriebszustände vorzugsweise
durch unterschiedliche Betriebsarten des direkteinspritzenden Verbrennungsmotors
gekennzeichnet.
-
Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
wird dabei die Anzahl der Abweichungen des Kraftstoff/Luftverhältnis von
einem vorgegebenen Wert erfasst und hieraus auf die Funktionsfähigkeit
des Tankentlüftungsventils
geschlossen. Vorzugsweise wird dabei immer dann auf ein defektes
Tankentlüftungsventil
geschlossen, wenn keine Abweichungen des erfassten Kraftstoff/Luftverhältnis von
dem vorgegebenen Kraftstoff/Luftverhältnis ermittelt werden.
-
Durch
die Gemischprüfung
in zwei unterschiedlichen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine
wird die Diagnose des Tankentlüftungsventils robuster
und zuverlässiger
und kann insbesondere in wesentlich kürzerer Zeit durchgeführt werden.
Hierdurch können
die Gesetzesanforderungen, gemäß den Diagnosen
innerhalb bestimmter Zeiten durchgeführt werden müssen, sicher
erfüllt
werden. Ein besonderer Vorteil liegt auch in der Unabhängigkeit
von Zusatzkomponenten, die für
die Durchführung
des Verfahrens nicht erforderlich sind.
-
Zeichnung
-
Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden
Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung.
-
In
der Zeichnung zeigen:
-
1 schematisch
eine an sich bekannte Tankentlüftungsanlage
eines Kraftfahrzeugs, bei der das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz kommt,
und
-
2 ein
Ablaufdiagramm eines von der Erfindung Gebrauch machenden Verfahrens
zur Diagnose eines Tankentlüftungsventils.
-
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
-
Eine
Tankentlüftungsanlage
eines Kraftfahrzeugs, dargestellt in 1, umfasst
einen Tank 10, einen Kraftstoffdampfspeicher, beispielsweise
ein Aktivkohlefilter 20, das mit dem Tank 10 über eine
Filterleitung 12 verbunden ist und eine mit der Umgebung
verbindbare Belüftungsleitung 22 aufweist,
sowie ein Tankentlüftungsventil 30,
das einerseits mit dem Aktivkohlefilter 20 über eine
Ventilleitung 24 und andererseits mit einem Saugrohr 40 einer
Brennkraftmaschine 44 über
eine Ventilleitung 42 verbindbar ist. Das Tankentlüftungsventil 30 ist
durch eine Schaltungseinheit 60 mittels beispielsweise
einem elektromagnetischen Aktor 31 über eine elektrische Leitung 32 ansteuerbar.
-
Im
Abgaskanal 46 der Brennkraftmaschine 44 ist beispielsweise – wie dargestellt – in Strömungsrichtung
vor einem Katalysator 48 oder auch in Strömungsrichtung
hinter dem Katalysator (nicht dargestellt) eine an sich bekannte
Lambda-Sonde 47 zur Erfassung des Kraftstoff/Luftverhältnis angeordnet, deren
Ausgangssignal mittels einer elektrischen Leitung 49 dem
Steuergerät 60 zugeführt wird.
-
Die
Brennkraftmaschine wird auf an sich bekannte Weise so betrieben,
dass das Kraftstoff/Luftverhältnis
einen stöchiometrischen
Wert annimmt.
-
Die
Prüfung
des Tankentlüftungsventils 30 wird
nachfolgend in Verbindung mit 2 näher erläutert. In
einem Schritt 201 wird das Verfahren gestartet. Zunächst wird
in einem Schritt 202 eine Laufvariable k, die die Anzahl
der verschiedenen Betriebszustände,
die im vorliegenden Beispiel durch verschiedene Gemischzusammensetzungen
k realisiert sind, auf null gesetzt.
-
In
einem Schritt 203 erfolgt ein Hochsetzen dieses Wertes
k um 1.
-
Daraufhin
wird in einem Schritt 205 eine Gemischzusammensetzung k,
beispielsweise ein fettes Gemisch eingestellt. Dieses fette Gemisch
entspricht einem ersten Betriebszustand. Statt eines fetten Gemischs
kann auch bei einem Verbrennungsmotor mit Benzindirekteinspritzung
eine erste Betriebsart eingestellt werden.
-
Nun
wird in Schritt 207 das Tankentlüftungsventil 30 öffnend angesteuert
und in einem Schritt 209 das Kraftstoff/Luftverhältnis Lambda
mittels der Lambdasonde 47 bestimmt. In dem Steuergerät 60 wird
sodann eine Differenz eines vorgegebenen Lambda-Wertes λv und
des erfassten Lambda-Werts λ bestimmt
(Schritt 212): Δλ = λv – λ. Dieses Δλ wird in
Schritt 214 gespeichert und in einem Schritt 216 wird
geprüft,
ob der Wert k einem vorgegebenen Wert kv entspricht.
Der Wert kv entspricht dabei der Anzahl der
Betriebszustände,
in denen eine Gemischprüfung
erfolgen soll. Im vorliegenden Beispiel beträgt kv beispielsweise
2. Wenn k ungleich kv ist, wird vor Schritt 203 zurückgesprungen
und nach Erhöhen
des Wertes k um 1 in Schritt 203 eine weitere Gemischzusammensetzung
(Schritt 205) eingestellt, beispielsweise nunmehr ein mageres
Gemisch. Bei einem Benzin direkteinspritzenden Verbrennungsmotor
wird hier eine andere Betriebsart eingestellt, wobei zu bemerken
ist, dass ein Betriebsartenwechsel nicht zwingend auch eine Veränderung
der Gemischzusammensetzung zur Folge hat.
-
Die
vorbeschriebenen Schritte 207 bis 216 werden daraufhin
erneut durchlaufen.
-
Wenn
in Schritt 216 festgestellt wird, dass die Laufvariable
k dem vorgegebenen Wert kv entspricht, erfolgt
in Schritt 218 eine Auswertung der gespeicherten Werte Δλ. In Schritt 219 wird
eine Aussage über
die Funktionsfähigkeit
des Tankentlüftungsventils 30 getroffen.
Das Verfahren wird daraufhin in Schritt 220 gestoppt.
-
Grundidee
der Erfindung ist es, eine Gemischprüfung in wenigstens zwei unterschiedlichen Betriebszuständen des
Motors durchzuführen.
Damit kann erreicht werden, dass bei gleicher Zusammensetzung des über das
Tankentlüftungsventil 30 zugeführten Gemisches
eine unterschiedliche Reaktion des Verbrennungsmotors 44 hervorgerufen
wird. Hierdurch kann die Diagnose in wesentlich kürzerer Zeit
als bei aus dem Stand der Tech nik bekannten Verfahren durchgeführt werden
bei gleichzeitig präziser
Aussage über
seine Funktionsfähigkeit.
Diese Aussage wird aufgrund der Auswertung der Gemischabweichung
getroffen. Wenn in beiden Betriebszuständen mit unterschiedlicher
Gemischzusammensetzung keine Gemischabweichung festgestellt wird,
das heißt Δλ = 0 ist,
wird auf ein defektes Tankentlüftungsventil 30 geschlossen.
In diesem Falle wird das Kraftstoff-/Luftverhältnis durch Aufsteuern des
Tankentlüftungsventils 30 nicht
gestört,
sodass ein Fehler des Tankentlüftungsventils 30 vorliegen muss.
-
Ein
wesentlicher Vorteil des Verfahrens liegt auch darin begründet, dass
keine zusätzlichen
Komponenten erforderlich sind, die beispielsweise zur Erfassung
von Stellgliedern, beispielsweise des Leerlaufstellers und dergleichen,
vorgesehen sein müssen.